Устройство контроля технического состояния механических объектов по вибрационным нагрузкам Советский патент 1982 года по МПК G01H1/00 

(54) УСТРОЙСТВО КСМТРОПЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ ПО ВИБРАЦИОННЫМ

I;,

Изобретение относится к диагностическому приборостроению и может использоваться для контроля технического сое- ,то5шия механических объектов, иодвер.гакяцихся вибрационным нагрузкам и в частности при разбалансировкеос .бшхся частей, н шример, у турбомашин.

Известно устройство для опредепея)1я неиспрашюстей электротехнических по их вибрации, в котором учитываются как максимальные амплитуда входного . сигнала, так и его среднее значение. Уотройство формирует сигнал, пропордиональный отношению макдимальньк шишштуд к средн лу {ачению napaiMeTpa виб рации регистрирует этот сигнад, который затем анализируется Ц

Недостатком устройства явля8«;я неполная достоверность формируемого сш нала, обусловленная тем что одному н тому же 1ачению отн яцения максимапы ных амшштуд к среднему значению которое может быть.попуч о при разпнч Hbix абсолютных величинах сравниваемых

НАГРУЗКАМ

сигналов, соответствует разный уровень вибраиионной нагрузки, что приводит к . ошибке в оценке состояния машины.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство контроля технического состояния механических объектов по вибрационным нагрузкам, содержашее последовательно соединенные датчик вибрационных нагрузок, накопитель и индика10тор Г2Д .

Недостатком данного устройства является недостаточная точность контроля состо$шия механического объекта иэ-за

fS использования средних значений вибра- . ционных нагрузок за определенное (ограниченное) время контроля, что не позволяет учитывать степень опасности влияния кратко еменных отдельных амплитуд

20 виброимпульсов, вибрационных нагрузок повышенной интенсивности наносйцих механическому объекту значительные частичные повреждения

Цель изобретения - повышение точности контроля при определении технического состояния механического объекта.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено включенными между датчиком вибрационных нагрузок и входами накопителя каналами фиксации уровня вибрационных нагрузок, расположенными в порядке возрастания фиксируемого уро&ня вибрационных нагрузок, каждый из ко- ю торых выполнен в виде последовательно соединенных входного спускового блока, триггера и элемента совпадения, тактовым спусковым блоком, вход которого соединен с входами входных спусковых блоков, а инверсный выход - с дополнительным входом каждого элемента совпадения, и элементом ИЛИ, каждый вход/ которого соединен с выходом элемента совпадения каждого канала, выход его соединен с инверсными входами триггеров, а накопитель выполнен в виде двоичного счетчика, ячейки младших разрядов которого соединены входами с выходами соответствующих «аналов фиксации уровг ня вибрационных нагрузок, выход каждого триггера, за исключением триггера первого канала фиксации уровня вибрационных нагрузок, соединен с инверсньш вхо дом элемента совпадения предыдущего канала фиксации уровня вибрационных нагрузок. На фиг. 1 изображена блок-схема пред лагаемоги устройства;на фиг. 2 - в лога рифмическом масщтабе характер зависимости между амплитудой знакопеременнь х напряжений в материале механического объекта и числом циклов 14 знакоперекгевных напряжений, характеризующим полный износ; на фиг. 26 - индексами 1, 2 ..,, п 6 обозначены в фушйхии врйиенй эпюры вибрационных нагрузок, например, виброскоростей, максимальные значения которых, или фиксируемые уровни .V:, , ; V(j соответствуют последовательно возрастающим дискретным значениям знакопеременных напряжений 5 (фиг. 2а) и уровням вс рабатывания входных спусковых блоков в каналах фиксации уровня вибрационных нагрузок 4, 4ft ... (фиг. 1), индексом О обсвначена эпкфа вибрационных нагрузок, с уровнем меньшим минимального фиксируемого уровня V , число циклов которых не учитывается. Фиксируемые уровни вибрационных нагрузок V-, , Vi выбираются с таким расчетом чтобы соответствующие числа циклов N., N(j , характеризу1ащие полный износ, образовывали убывающую геометрическую

прогрессию, каждый последующий член .которой в 2 раза меньше предыдущего. Таким образом, одно и то же число циклов N вибрационных нагрузок с уровнями 5 1 И- эквивалентно по степени износа IN , и т.д. циклам вибрационных нагрузок с минимальным уровнем V, . Устройство содержит последовательно соединенные датчик 1 вибрационных нагрузок, накопитель 2, 1гадикатор 3, включенные между датчиком 1 вибрационных нагрузок и входами накопителя 2, каналы фиксации уровня вибрационных нагрузок 4,, 4(|,... 4, расположенными в порядке возрастания фиксируемого уровня вибрационных нагрузок, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных входного спускового блока 5, триггера 6 и элемента 7 совпадения, тактовый спусковой блок 8, вход которого соединен со входами входных спускош 1х блоков 5, а инверсный выход - с дополнительным входом каждого элемента 7 совпадения, элемент ИЛИ 9, каждый вход которсто соединен с ныходом элемента 7 совпадения каждого канала, выход его соединен с инверсн1лми входакда триггеров 6, накопитель 2 выполнен в виде двоичного счетчика, ячейки младших разрядов которого Idt,, 10|j- lOfj соединены входами с 1выходами соответствующих каналов фиксации уровня вибрационных нагруз:рк 4, 4,-4 , выход каждого тркгегра 6 за исключением триггера первого канала фиксации уровня вибрационных нагрузюк 4, соединен с инверсным входом элемента совпадения предыдущего канала фиксации уровня вибрационных нагрузок и кнопку 11 сброса информации. В качестве датчика 1 вибрационных нагрузок мргут быть использованы датчики вибрации, перченной дефорк 1ации или динамич коЙ ;Ш1ЬЬ Общее количество ;п + р ячeetft 10 вакопителя 2 дбяжно сбответствовата мййгсимальному числу N регистрируииаызс цикпбв Например, при N/1 10 млн, п + р ««f 23. Устройство работает следующим образом. В отсутствие вибрационных нагрузок накопитель 2 устанавливается в нулевое положение нажатием кноп)си 11 сброса информации, все .входные спусковые бло ки 5 и тактовый спусковой блок 8 заперты, на выходе триггеров 6 - логический О. При вибрационных нагрузках с уровнем меньше минимального фиксируемого уровня (эпхфа О, фиг. 26) периодически открывается только тактом |й 5 /ч 9203 спусковой блок 8, но информация в лакепитепь 2 не проходит, так как элементы 7 совпадения заперты напряжениями с выхода триггеров 6. При вибрационных нагрузках в диапазоне V - Vf, периодичес-5 ки открываются, помимо тактового опускового блока 8, входные спусковые блоки 5 первого или нескольких первых каналов фиксации уровня вибрационных нагрузок соответствуюишх меньшим фикси-О руемым уровням, в результате чего срабатывают триггеры 6 тех же каналов, и на их выходе появляется логическая 1. По окончании очередной положительной полуволны вибрационной нагрузки (фиг. 26)15 тактовый спусковой блок 8 закрывается, запрешаюший сигнал, поступающий с его инверсного выхода на дополнительные . входы элементов 7 совпадения, исчезает, но выходной сигнал триггера 6 проходитго через элемент 7 совпадения только в последний из указанных выше каналов, так как в каждом из остальных элемент 7 совпадения ззжрыт по инверсному входу сигналом триггера следующего канала.25 С выхода открытого элемента 7 совпдпёния сигнал поступает одновременно на ЕКОД соответствующей ячейки младших разрядов накопителя 2 и на один из вкодов элемента ИЛИ 9, .выходной сигнал кото- зо

рого переводит все триггеры 6 в начальное состояние, после чего устройство готово к регистрации новой положит€ 1ьной полуволны вибрационной нагрузки. Таким образом накопитель 2 ретт1ст- 35 рирует N циклов с уровнем вибрационных нагрузок в интервале V - Vfj в виде числа N , в интервале Vij- Vj - Б виде числа 2 N , в интервале Vj, - V - в виде числа 4 N и т. д. Одно и то же число, регистрируемое индикатором 3, характеризует одну и ту же степень износа материала машины, независимо от изменений вибрационных нагрузок в процессе счета, что существенно повышает точность диаг-45 ностирования. Основным преимуществом изобретения является повышение достоверности и надежности контроля, так как позволяет получить достаточно точную количественную оценку износа механического объекта во , «ремя его эксплуатации, путем учета

полнительным входом каждого элемента совпадения, и элементом ИЛИ, каждый вход которого соединен с выходом эле мента совпадения каждого канала, выход др 936 всех реальных частичных повреЛаений, наносимых вибрацией механическому объекту, что в конечном итоге позволяет более точно отфеделить моменты, требуюмой остановки механического объекта для своевременного проведения их ремонта. Формула изобретени-я Устройство контроля технического состояния механических объектов по вибрационным нагрузкам, содержащее последовательно соединенные датчик вибрэционных нагрузок, накопитель и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено включенными между датчиком вибрационных нагрузок и входами накопителя каналами фиксации уровня вибрационных нагрузок, расположенными в порядке возрастания фиксируемого уров- . ня вибрационных нагрузок, каждый из которых выполнен в виде последова- тельно соединенных входного спускового блока, триггера и элемента совпадения, тактовым спусковым блоком, вход которого соединен с входами входных спускоблоков, а инверсный выход - с срединен с инверсными входами триггеров, а накопитель выполнен в виде двоичного счетчика, ячейки младших разрядов которого соединены входами с выходами соответствующих каналов фиксации уровня вибрационных нагрузок, выход каждого триггера, за исключением первого канала фиксации уровня вибрационных нагрузок, соединен с инверсным входом элемента совпадения предыдущего канёла фиксации уровня вибрационных нагрузок. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Франция, патент № 211012О, кл. (ч 01 Н 1/ОО, 1972. 2.Акциптованная заявка № 1274687, Великобритания, ют. Q О1 Н 1/ОО, 1972 (прототип). Itg фиг.2